题目内容

CO可用于合成甲醇.在压强为0.1MPa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2,在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图:
(1)该反应属于
 
反应(填“吸热”或“放热”).
(2)100℃时,该反应的平衡常数:K=
 
(用a、b的代数式表示).若一个可逆反应的平衡常数K值很大,对此反应的说法中正确的是
 
(填序号).
①该反应使用催化剂意义不大 ②该反应发生将在很短时间内完成 ③该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
(3)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入a mol CO,2a mol H2,达到平衡时CO转化率
 
(填“增大”“不变”或“减小”,下同),平衡常数
 
.
(4)在某温度下,向一容积不变的密闭容器中充入2.5mol CO,7.5mol H2,反应生成CH3OH(g),达到平衡时,CO转化率为90%,此时容器内压强为开始时压强的
 
倍?
考点:化学平衡的计算,转化率随温度、压强的变化曲线
专题:化学平衡专题
分析:(1)由图可知,压强一定时,随温度升高,CO的转化率降低,故升高温度平衡向逆反应移动,据此判断;
(2)化学平衡常数K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)
,根据CO的转化率,利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量,进而求出平衡时各组分的浓度,代入平衡常数计算;可逆反应的平衡常数越大,说明反应进行的程度越大,不能说明反应速率快慢、不能说明该反应在通常条件下一定可以发生、不能说明反应是吸热还是放热;
(3)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入a mol CO(g)、2a mol H2(g),等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动;化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变;
(4)计算参加反应的CO的物质的量,利用差量法计算平衡时反应混合物的物质的量变化量,进而计算平衡时总的物质的量,利用恒温恒容下,压强之比等于物质的量之比解答.
解答: 解:(1)由图可知,压强一定时,随温度升高,CO的转化率降低,故升高温度平衡向逆反应移动,则正反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)100℃,平衡时CO的转化率为0.5,所以参加反应的CO的物质的量为0.5amol.
           CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);
开始(mol):a       2a         0      
变化(mol):0.5a     a         0.5a
平衡(mol):0.5a     a         0.5a
所以平衡时,CO的浓度为
0.5amol
bL
=
a
2b
mol/L,H2的浓度为
a
b
=mol/L,CH3OH的浓度为=
0.5amol
bL
=
a
2b
mol/L,100℃时该反应的平衡常数K=
a
2b
a
2b
×(
a
b
)2
=
a2
b2
,
①可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,不能说明该反应在通常条件下一定可以发生,该反应可能需要催化剂才可以进行,故a错误;
②可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,不能说明该条件下反应速率很快,故b错误;
③可逆反应的平衡常数很大,说明反应进行的程度很大,反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小,故c正确;
故答案为:
a2
b2
;③;
(3)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入a mol CO(g)、2a mol H2(g),等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,CO的转化率增大,化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,故答案为:增大;不变;
(4)参加反应的CO的物质的量为2.5mol×90%=2.25mol,则:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)  物质的量减少△n
1                               2
2.25mol                         4.5mol
故平衡时总的物质的量为2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol,恒温恒容下压强之比等于物质的量之比,故平衡时容器内压强为开始时压强的
5.5mlo
2.5mol+7.5mol
=0.55倍,
故答案为:0.55.
点评:本题考查化学平衡图象、化学平衡有关计算、化学平衡常数、影响化学平衡的因素、热化学方程式书写,是对知识的综合运用,应加强平时知识的积累,难度中等.
练习册系列答案
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.
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.
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.
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.
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.(填“偏高”、“偏低”或“不变”)

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